Составлена подробная карта семантического словаря мозга

«Семантический словарь», связывающий слова с их значениями, распределен по всей коре головного мозга. Американские ученые составили его подробный атлас, показав, что слова в нем группируются по смыслам, и тематика каждого семантического поля ассоциирована с функцией соседних областей мозга. Отчет о работе публикует журнал Nature.
Речь и язык – одна из самых сложных функций мозга. В отличие от многих других, она не имеет более или менее определенной локализации. Широко известны расположенные в височной доле левого полушария области Вернике и Брока, однако они отвечают лишь за сенсорное восприятие слов и моторику их воспроизведения. При этом «словарь», хранящий значения отдельных слов, буквально размазан по коре тонким слоем. Исследователи из лаборатории профессора Калифорнийского университета в Беркли Джека Гэлланта (Jack Gallant) составили подробный атлас расположения этих семантических полей в мозге. Его интерактивная модель представлена на сайте лаборатории.
К изучению семантической системы мозга ученые приступали уже не раз. Показано, что в коре существуют области, активно реагирующие на семантические, связанные со смыслом слов, задачи. Продемонстрировано, что отдельные области связаны с распознаванием абстрактных понятий, глаголов действия и вообще различных «тематических» групп: жилье, инструменты, пища и т.п. Авторы новой работы детализировали эти данные.
С помощью магнитно-резонансной томографии они с высоким разрешением регистрировали активность головного мозга у семи добровольцев (в том числе и друг у друга), пока те с закрытыми глазами прослушивали рассказы в записях популярной в США радиопередачи The Moth Radio Hour. В томографе каждый подопытный провел более двух часов, успев выслушать около полутора десятков коротких историй общим числом 25 тыс. слов (из них 3 тыс. уникальных). При этом Джек Гэллант и его команда идентифицировали реакцию нейронов коры на каждое отдельное слово. Затем их значения были соотносены с набором 985-ти самых распространенных в английском языке слов – и на основе этих данных ученые составили подробный атлас их семантических полей.

Как и можно было ожидать, в работу этого «словаря» оказались вовлечены весьма обширные области коры, покрывающие более трети поверхности обоих полушарий. Детали расположения семантических полей у разных подопытных отличались, однако его общие черты сохранялись у всех. Слова в этих семантических полях группируются по смыслам: одна и та же область декодирует понятия «рука», «голова», «живот», одна и та же – «муж», «жена», «родители», «дети». Так, социально важные, эмоционально яркие понятия локализованы, в основном, в угловой извилине сзади теменной доли; числа – в предцентральной борозде.
Авторы отмечают, что расположение семантических полей по различным областям коррелирует с функцией этих областей. Например, визуальные понятия – такие как цвета – локализованы близ зрительной коры. Слова, имеющие различные альтернативные значения, могут «храниться» сразу в нескольких полях. Например, на слово top «отзывались» области, связанные с одеждой, со зданиями и ландшафтами, с числами и математическими отношениями. При этом на некоторые, «нагруженные» особенно важной информацией слова нейроны реагировали особенно активно. «Идея убийства представлена в мозге весьма широко», – замечает Джек Гэллант в интервью The Guardian.

Роман Фишман